新浪科技訊 北京時間1月6日消息，據國外媒體報道，NASA的詹姆斯·韋伯望遠鏡目前定于2021年3月發射。而在此之前，該項目經曆了年複一年的推遲和數十億美元的資金投入。盡管浪費了大量時間和資金，但這台望遠鏡将成為紅外波段毋庸置疑的“”，讓我們得以觸及宇宙中曾經遙不可及的偏遠角落。
從宇宙誕生後形成的第一批星系、到外星生命存在的可能性，要想進一步了解宇宙萬物，斥資約97億美元的詹姆斯·韋伯望遠鏡将是我們的希望。
不畏嚴寒
盡管詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(簡稱JWST)被奉為NASA傳奇性的哈勃望遠鏡的“繼任者”，但事實并非如此。哈勃主要是一台光學望遠鏡，能夠捕獲的光線波長範圍與人眼差不多，僅向紅外線和紫外線波段稍微擴展了一些。論其本質，哈勃望遠鏡就像一顆巨大的、在太空軌道上運行的眼球，不斷傳回令人震驚的圖片。而假如你的光覺神經和它一樣強大，你自己就可以看見這些驚人的景象。
但詹姆斯·韋伯望遠鏡則不然。它将完全在紅外波段内進行觀測，幾乎不會觸及人眼能看到的最“紅”的波段。換句話說，它将研究一個對人類而言近乎隐形的宇宙。
詹姆斯·韋伯望遠鏡之所以這樣設計，主要原因之一是，從地表開展紅外波段觀測的難度很大。天文學家要想開展觀察和測量，必須确保夜空晴朗，但地面上的光污染嚴重限制了觀測條件。
而紅外光污染更是無處不在，因為任何有溫度的物體都會發出紅外光。人體可以産生100瓦特的紅外輻射。地球本身熱量也很高，在紅外波段顯得明亮奪目。就連望遠鏡自身在室溫下也會發出紅外光輻射。
總之，我們從地面上并不是完全不能開展紅外天文學觀測，隻是難度極大。因此，我們選擇将詹姆斯·韋伯望遠鏡放置在太空中。
離家遠行
為避開地球的紅外光影響，詹姆斯·韋伯望遠鏡将在距地球150萬公裡處運行。盡管遠離了地球，但太陽也是個問題。你一定感受過夏季室外灼人的陽光吧，那就是紅外輻射。即使距地球數百萬公裡之遙，太陽的熱量仍然不容小觑。
為此，紅外太空望遠鏡的設計師們可以采取幾種應對方案。最常見的一種便是采用主動冷卻系統，使望遠鏡的溫度下降到适宜觀測紅外波段的水平。這是種好方法，此前也在其它紅外太空望遠鏡中得到了采用。但這也限制了望遠鏡的工作壽命，因為一旦冷卻劑耗盡，天文觀測就無法繼續進行。
因此，詹姆斯·韋伯望遠鏡将獨辟蹊徑，配備一把昂貴的巨型“太空傘”。這把“傘”長22米，寬11米，由五層反射率極高的材料制成，每層厚度還不及人類頭發的直徑。這把巨大的“遮陽傘”将使望遠鏡始終處于陰影之下，溫度不超過零下223攝氏度，正适合在目标紅外波段内開展觀測。
不過，望遠鏡上搭載的一台儀器将用主動冷卻系統降溫至零下258攝氏度，可以接收到波長更長的紅外光。
科學的力量
總而言之，詹姆斯·韋伯望遠鏡的體積十分龐大，用一枚火箭都裝不下。除了那把巨大的遮陽傘外，它的主鏡直徑達6.5米，遠超目前投入使用的任何火箭直徑。既然不能把鏡面“粘”在火箭一側，聰明的NASA工程師們決定将鏡面分成18片較小的六邊形，這樣就可以和折疊起來的“遮陽傘”、以及望遠鏡的其餘部分一起塞進火箭裡面了。
假如一切順利，詹姆斯·韋伯望遠鏡發射升空幾天後，就會朝觀測點飛去，将鏡面和遮陽傘展開到位，然後開始執行觀測任務。
而它的觀測結果将極為驚人。該望遠鏡的主要觀測目标之一将是早期宇宙，即宇宙剛剛誕生幾億年的時候。第一批出現的恒星和行星一度在可見光波段上發出耀眼的光芒。但在過去130億年間，宇宙逐漸擴張，導緻這些光線的波長越拉越長，最後離開了可見光、落入了紅外光波段，正好屬于詹姆斯·韋伯望遠鏡的理想觀測範圍。
既然第一批形成的恒星和星系不曾留下過任何圖片，這将是我們觀察到宇宙曆史上這段重要時期的景象。
詹姆斯·韋伯望遠鏡将對宇宙中一切“冰冷”的物體展開研究，包括圍繞初生恒星的原行星盤、分子雲、彗星、柯伊伯帶等等。
該望遠鏡還将用一種特殊裝置阻擋來自部分遙遠恒星的光線，從而抓拍到任何從這些恒星前方經過的天體，如系外行星等。這些行星在紅外波段内顯得十分明亮，通過它們發出的光線，我們可以對行星大氣中的化學物質和元素展開分析，說不定能從中發現生命的迹象。
總之，從搜尋外星生命、到揭開宇宙黎明時期的真相，詹姆斯·韋伯望遠鏡一定不會辜負我們多年的等待。(葉子)
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